單英杰,任白琳,陳宇航,丁志峰,章明奎,*

(1.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站,浙江 杭州 310020; 2.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,浙江 杭州 310058)

磷是生命元素,在植物生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。作為一種有限而不可再生的礦產(chǎn)資源,我國的優(yōu)質(zhì)磷礦儲量持續(xù)下降[1-2]。與此同時(shí),近年來我國許多地區(qū)連續(xù)高量施用磷肥已導(dǎo)致農(nóng)田土壤磷素明顯累積[3]。楊潔等[4]研究發(fā)現(xiàn),蔬菜-糧食作物輪作區(qū)土壤磷素積累明顯;許琛等[5]研究表明,長期施磷處理的土壤總磷和有效磷含量較不施磷處理顯著增加。土壤中磷素的過量累積會(huì)增加農(nóng)田磷的流失,增加地表水體污染風(fēng)險(xiǎn)。汪玉等[6-7]研究發(fā)現(xiàn),太湖流域能造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的土壤有效磷閾值為30 mg·kg-1,超過該閾值,環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大大增加。土壤中磷的流失受土地利用方式、耕作措施、肥料施用和土壤磷素積累等多方面因素的影響[8],高量施用磷肥是導(dǎo)致農(nóng)田磷素流失最為主要的原因[9]。

茭白是重要的優(yōu)質(zhì)水生蔬菜。因經(jīng)濟(jì)效益高,近30多年來,茭白在我國南方地區(qū)的種植面積持續(xù)增加[10]。2020年,浙江省茭白種植面積達(dá)2.6萬hm2。茭白一般種植在水田中,具有長年淹水種植、秸稈全量還田和肥料施用量大的特點(diǎn)[11]。雖然隨著施肥技術(shù)的改進(jìn),近年來茭白田的肥料用量明顯減少,但由于過去幾十年等量氮磷鉀肥料的大量長期施用,土壤磷素積累非常明顯,并已導(dǎo)致較為明顯的環(huán)境問題[11-12]。

磷在土壤中可以不同形態(tài)積累,其有效性和流失風(fēng)險(xiǎn)與磷的形態(tài)密切相關(guān)[13]。隨著土壤磷素的積累,土壤對磷的吸持固定作用逐漸減弱,磷的飽和度明顯增加[14-15],同時(shí)土壤中可吸附磷的吸附位逐漸減少,增加了磷的釋放潛力和流失風(fēng)險(xiǎn)[16]。摸清茭白種植區(qū)農(nóng)田土壤磷素的積累量、賦存形態(tài)、磷飽和狀況等,可為種植茭白區(qū)域的磷肥投入和土壤磷素的科學(xué)管理提供依據(jù)。為此,本研究特以浙江省為例,在茭白種植的代表性區(qū)域,同時(shí)采集了不同種植年限的茭白田表層土壤和剖面分層土壤,利用磷分級方法和土壤磷吸持指數(shù)(PSI)、磷吸持飽和度(DPSS)等指標(biāo)評估土壤磷現(xiàn)狀與磷素淋失風(fēng)險(xiǎn)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

于2020年秋冬季在浙江省茭白種植較為集中的麗水、臺州、寧波和杭州等市采集153個(gè)表層(0～20 cm)土壤樣品,同時(shí)在茭白田附近采集長期種植水稻的20個(gè)農(nóng)田表層土樣作為對照(CK,種植年限視為0)。采用“S”形取樣的方式隨機(jī)采集12～15個(gè)分點(diǎn)土壤樣品,混合后組成一個(gè)土壤樣品。根據(jù)茭白種植年限的差異,把采集的茭白田土壤樣本按種植年限分為<5、5～<10、10～<20、20～<30、≥30 a等5組,各組樣品數(shù)分別為19、39、48、36、11個(gè),合計(jì)153個(gè)。

在采集表層土樣的基礎(chǔ)上,在種植茭白歷史較長的縉云縣選擇茭白種植年限為1、4、8、15、26、30、35 a的7塊茭白田(土壤類型相同,均屬水稻土土類培泥砂田土屬),用土鉆方法分別采集0～<20、20～<40、40～<60、60～80 cm分層土樣,分析土壤垂直剖面中磷素的分布情況。分層樣品由每一采樣農(nóng)田內(nèi)5個(gè)點(diǎn)位的相應(yīng)土層樣混合而成。

1.2 預(yù)處理與分析方法

樣品經(jīng)充分混勻后風(fēng)干,研磨過1 mm土篩,取部分進(jìn)一步研磨過0.149 mm土篩,貯存,備用。

土壤全磷含量用HClO4-H2SO4消煮-鉬銻抗比色法測定[17];土壤有效磷(Olsen-P)含量用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定;土壤水溶性磷(CaCl2-P)含量采用0.01 mol·L-1氯化鈣浸提-鉬銻抗比色法測定。參照土壤磷素分級指標(biāo)[18],基于土壤全磷含量,劃分極缺乏(<200 mg·kg-1)、缺乏(200～<400 mg·kg-1)、潛在缺乏(400～<600 mg·kg-1)、中等(600～<800 mg·kg-1)、豐富(800～<1 000 mg·kg-1)和很豐富(≥1 000 mg·kg-1)6個(gè)等級;基于土壤有效磷含量,劃分極缺乏(<6 mg·kg-1)、缺乏(6～<12 mg·kg-1)、潛在缺乏(12～<25 mg·kg-1)、中等(25～<30 mg·kg-1)和豐富(≥30 mg·kg-1)5個(gè)等級。

采用Hedley法,土壤中的水提取態(tài)無機(jī)磷(H2O-Pi)、NaHCO3提取態(tài)無機(jī)磷(NaHCO3-Pi)、NaOH提取態(tài)無機(jī)磷(NaOH-Pi)、HCl提取態(tài)無機(jī)磷(HCl-Pi)、NaHCO3提取態(tài)有機(jī)磷(NaHCO3-Po)、NaOH提取態(tài)有機(jī)磷(NaOH-Po)、殘余態(tài)P(R-P)等磷形態(tài)按下述方法依次提取[19]:H2O-Pi用去離子水提取;NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po用0.5 mol·L-1NaHCO3提取;NaOH-Pi和NaOH-Po用0.1 mol·L-1NaOH提取;HCl-Pi用1 mol·L-1HCl提取;殘余態(tài)P用H2SO4-H2O2消化。每次提取過程都采用離心法分離土壤和上清液。其中,將NaHCO3和NaOH提取液分為兩組,分別測定總磷和無機(jī)磷(鉬藍(lán)比色法),根據(jù)各提取液中總磷與無機(jī)磷的差值,計(jì)算各提取液中有機(jī)磷的含量。

稱取5 g土壤放入100 mL離心管中,參照文獻(xiàn)[20]的方法,采用吸附平衡法測定PSI。稱取2.5 g土壤放入250 mL離心管中,加入100 mL酸性草酸銨溶液(pH值3.0),參照文獻(xiàn)[21]的方法,測算DPSS。

土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH值分別采用文獻(xiàn)[17]中的氧化容量法和電極法測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析,對有顯著(P<0.05)差異的,采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較。采用Microsoft Office Excel 2013軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 表層土壤磷素積累狀況

對采集的153個(gè)表層土壤樣品進(jìn)行分析,其全磷含量在354.00～2 874.00 mg kg-1,平均值為876.73 mg·kg-1,變異系數(shù)為48.57%;有效磷含量在4.68～154.00 mg·kg-1,平均值為63.30 mg kg-1,變異系數(shù)為55.07%。樣本中,土壤全磷含量屬于極缺乏、缺乏、潛在缺乏、中等、豐富和很豐富的比例分別為0、2.61%、16.99%、17.65%、50.33%和12.42%;土壤有效磷含量屬于極缺乏、缺乏、潛在缺乏、中等和豐富的比例分別為0.65%、3.27%、10.45%、4.58%和81.05%?？梢?樣本土壤的全磷含量主要為豐富水平,其次為中等、潛在缺乏和很豐富,屬于缺乏的占比較低;樣本土壤的有效磷含量主要屬于豐富,少數(shù)為極缺乏和中等。總體上,樣本土壤的磷素含量處于較高水平。

2.2 表層土壤各形態(tài)磷的含量與組成

對153個(gè)表層土壤的各形態(tài)磷含量進(jìn)行分析:H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Po、R-P的含量分別為1.52～69.91、12.42～611.00、11.54～1 244.54、9.60～530.03、2.68～62.14、14.65～567.25、176.00～445.00 mg·kg-1,平均值分別為16.16、122.06、213.03、103.22、22.18、158.52、241.86 mg·kg-1。H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Po、R-P含量的變異系數(shù)分別為74.84%、60.05%、94.18%、75.39%、52.87%、56.50%和15.64%,除R-P外,樣本中各形態(tài)磷含量均有較大變化。相關(guān)分析表明,所有形態(tài)磷的含量均隨土壤全磷含量的增加而增加,H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Po、R-P含量與土壤全磷含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.98、0.87、0.97、0.57、0.62、0.89、0.64(n=153,P<0.01)。

在測定的7種磷形態(tài)中,R-P含量占比最高,平均為31.41%(表1);其次為NaOH-Pi,平均占21.08%;NaHCO3-Pi、HCl-Pi、NaOH-Po的占比也較高,平均分別為13.29%、12.47%、17.53%;H2O-Pi、NaHCO3-Po的占比較低,平均分別為1.66%、2.56%。NaHCO3-Po和NaOH-Po這兩種有機(jī)態(tài)磷的總量占比平均為20.09%,可見,土壤中的磷以無機(jī)磷為主,平均占79.91%。

表1 表層(0～20 cm)土樣中不同形態(tài)磷的組成

2.3 表層土壤磷素組成與茭白種植年限的關(guān)系

隨著茭白種植年限的增加,土壤有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)增加的趨勢(表2),而土壤pH值逐漸下降;土壤全磷、有效磷和水溶性磷含量逐漸增加。其中,種植茭白30年及以上的農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量、種植茭白20 a及以上的農(nóng)田土壤pH值、種植茭白10 a及以上的農(nóng)田土壤全磷和水溶性磷含量、種植茭白5 a及以上的農(nóng)田土壤有效磷含量,與種植茭白不足5 a的土壤存在顯著差異。

表2 不同茭白種植年限農(nóng)田土壤的基本理化性狀

種植茭白20 a及以上的農(nóng)田表層土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于對照稻田,種植茭白30 a及以上的農(nóng)田表層土壤pH值顯著低于對照稻田,種植茭白10 a及以上的農(nóng)田表層土壤全磷和水溶性磷含量、種植茭白5 a及以上的農(nóng)田表層土壤有效磷與對照稻田存在顯著差異。

除R-P和HCl-Pi外,其他各形態(tài)磷(包括總無機(jī)磷和總有機(jī)磷)的含量均隨茭白種植年限的延長而呈增加趨勢(表3)。當(dāng)茭白種植時(shí)間分別為不低于10、10、5、30、5 a時(shí),土壤中的H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Po含量與茭白種植時(shí)間在5年以內(nèi)的農(nóng)田存在顯著差異。當(dāng)茭白種植年限分別為10、10、5、5、30、30 a及以上時(shí),土壤中的H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi、NaOH-Po、R-P含量與對照稻田土壤存在顯著差異,但種植茭白農(nóng)田土壤的NaHCO3-Po含量與對照稻田無顯著差異。

表3 不同茭白種植年限農(nóng)田土壤各形態(tài)磷的含量

各形態(tài)磷的占比隨茭白種植年限的增加變化并不一致,其中,H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaOH-Po的占比隨種植年限延長呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢,HCl-Pi和R-P的占比隨種植年限延長而呈現(xiàn)下降趨勢,而NaHCO3-Po的占比隨種植年限的變化不明顯。

2.4 不同種植年限土壤磷含量和磷飽和度的剖面垂直分布

隨著茭白種植年限增加,土壤全磷含量持續(xù)增加(圖1),但不同深度土層中全磷含量的增加速率存在較大差異,隨土層加深,其增速呈下降趨勢,60～80 cm土層全磷含量隨時(shí)間的變化不明顯。在0～<20、20～<40、40～<60 cm土層,全磷含量明顯增加所需的時(shí)間分別約為4、8、26 a。不同時(shí)間段土壤全磷的變化也不相同,以0～<20 cm土層為例,在種植茭白的前8 a,全磷含量變化較小,年均約增加30 mg·kg-1;8～26 a間,增速最大,年均約70 mg·kg-1;26～35 a間,增速降低,年均約25 mg·kg-1。1～8 a的茭白田,均為近期種植的茭白田,其全磷含量增速較低與近年磷肥施用量逐漸合理有關(guān);而26～35 a的茭白田多是20世紀(jì)90年代前后種植的茭白田,其全磷含量增速較低與那一時(shí)期磷肥施用還不是很普遍有關(guān)。20～<40 cm土層土壤全磷含量的明顯增加發(fā)生在8 a后,并趨直線增加;而40～<60 cm土層土壤全磷含量的增加主要發(fā)生在種植茭白26 a后,且增速較為緩慢。一般來說,因土壤對磷的固定,在種植水稻或旱作情況下,磷在土壤中的垂直遷移不明顯。本研究中,土壤磷素在>20～80 cm土層的明顯積累顯然不是磷在土壤中淋失的結(jié)果。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),長期淹水種植茭白可使土壤發(fā)生軟化和糊化,因茭白根系分布較深加之長期泡水,種植茭白8 a以后,原水稻土的犁底層因逐漸退化轉(zhuǎn)變?yōu)檐浐翆?且軟糊土層隨時(shí)間延長逐漸向下延伸。在這種情況下,當(dāng)種植、施肥、采摘等人為田間活動(dòng)頻繁時(shí),可把表土層的土壤踩向較深的土層,導(dǎo)致部分表層土壤與下層土壤逐漸混勻,致使20～<40、40～<60 cm土層的磷素因上層土壤的混入而增加。由于軟糊層的發(fā)生是隨時(shí)間推進(jìn)逐漸下移的,因此,40～<60 cm土層中的磷含量增加較遲且數(shù)量較少。

圖1 不同深度土壤全磷含量隨茭白種植年限的變化

各土層的全磷含量與種植年限均呈顯著正相關(guān),0～<20、20～<40、40～<60、60～80 cm土層的全磷含量與種植年限的相關(guān)系數(shù)分別為0.98、0.97、0.89、0.90。土壤有效磷含量的增加與全磷同步,呈現(xiàn)相似規(guī)律(圖2)。可見,土壤有效磷的增加是全磷增加的結(jié)果。對所有28個(gè)土層的有效磷與全磷含量開展相關(guān)性分析,結(jié)果表明,兩者之間存在極顯著(P<0.01)相關(guān)性(r=0.989 4)。

圖2 不同深度土壤有效磷含量隨茭白種植年限的變化

PSI可指示土壤對進(jìn)入農(nóng)田的磷的吸附能力,其值越大,表明土壤固定磷的潛力越高。一般來說,當(dāng)土壤PSI值低于30時(shí),土壤對磷的吸持能力較弱,農(nóng)田磷流失潛力增大。本研究中,各土壤樣本的PSI值普遍較低(不超過30),表明土壤對磷的固定能力相對較弱。在茭白種植年限較短的農(nóng)田,各土層的PSI值差異較小(圖3)。隨著茭白種植年限的增加,各土層PSI值均有下降趨勢,表明磷素積累減弱了土壤對磷的固定能力。PSI值的下降在0～20 cm土層最為明顯,由初始的24左右下降至9左右,長期種植茭白后,土壤的PSI值只有初始時(shí)的1/3左右。在20～<40 cm土層,PSI值的下降也較為明顯,由初始時(shí)的25左右下降至14左右,降低約1/2。隨著PSI值的下降,土壤對磷的吸持性下降,在這種情況下,施入土壤中的磷肥不易被土壤吸附,容易隨排水進(jìn)入地表水體。

圖3 不同深度土壤磷吸持指數(shù)(PSI)隨茭白種植年限的變化

DPSS的變化與土壤全磷和有效磷含量基本同步(圖4),由表層向下迅速下降,但種植初期各土層之間的DPSS相差較小。隨著種植年限延長,40～<60、60～80 cm土層的DPSS略微增加,變化發(fā)生的種植年限分別為15、26 a。0～<20、20～<40 cm土層的DPSS變化較為迅速,分別在種植年限為4、8 a后迅速增加,平均每年增加1.12%和0.95%。一般認(rèn)為,當(dāng)土壤DPSS達(dá)到25%左右時(shí),土壤對磷的釋放潛力明顯增加。從本試驗(yàn)結(jié)果判斷,當(dāng)種植年限達(dá)15 a后,茭白田磷流失的風(fēng)險(xiǎn)將明顯增大。DPSS的變化與PSI呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),即隨著DPSS的增加,PSI逐漸下降。對所有28個(gè)土層PSI與DPSS的相關(guān)性分析表明,兩者之間存在極顯著的相關(guān)性(r=0.932 3,n=28)。

圖4 不同深度土壤磷吸持飽和度(DPSS)隨茭白種植年限的變化

2.5 茭白田土壤磷素淋失臨界值

多地的試驗(yàn)研究表明,當(dāng)土壤中的磷素積累到一定程度時(shí),農(nóng)田土壤中磷的流失明顯增加。一般地,可用土壤有效磷的含量來代表土壤中可發(fā)生流失磷的數(shù)量,用水溶性磷含量代表農(nóng)田土壤可流失磷的強(qiáng)度。土壤中的水溶性磷含量會(huì)隨土壤有效磷含量的增加而發(fā)生變化:當(dāng)土壤有效磷含量較低時(shí),土壤中的水溶性磷含量隨有效磷積累的變化較為平緩;但當(dāng)有效磷積累至較高水平時(shí),水溶性磷含量將迅速增加,這一拐點(diǎn)的有效磷含量被認(rèn)為是一個(gè)臨界值,超過這一臨界值,農(nóng)田土壤的磷流失將明顯增加[4,6-7,22]。本研究中,153個(gè)茭白田表層土壤樣品水溶性磷(CaCl2-P)與有效磷(Olsen-P)含量的關(guān)系如圖5所示,經(jīng)測算,該區(qū)域耕層土壤磷素淋失的臨界值約為60 mg·kg-1,對應(yīng)的CaCl2-P含量為0.7 mg·kg-1。在土壤Olsen-P含量較低的情況下,CaCl2-P含量隨Olsen-P含量增加的變化相對緩慢,但當(dāng)Olsen-P含量達(dá)到臨界值后,土壤中的CaCl2-P含量迅速增高,CaCl2-P含量隨Olsen-P含量增加而增加的幅度是低于此臨界值時(shí)的2～5倍。在供試的153個(gè)表層土壤樣品中,有74個(gè)(占48.37%)高于該臨界值,主要為茭白種植年限超過10 a的農(nóng)田。

圖5 土壤有效磷與水溶性磷(CaCl2-P)的關(guān)系

3 討論

3.1 茭白田土壤磷庫演變特征

土壤磷庫是土壤速效養(yǎng)分的重要來源,不同區(qū)域土壤磷庫的累積差別很大。詹秋麗等[23]探討了福建耕地土壤磷素富集的空間差異,認(rèn)為全省92.8%的耕地有效磷處于不同程度的富集狀態(tài)。汪玉等[6]研究發(fā)現(xiàn),研究時(shí)段內(nèi),太湖流域常熟和宜興兩市的土壤全磷和有效磷含量均有大幅度提高。本研究結(jié)果表明,研究區(qū)茭白田表層土壤總磷含量為876.73 mg·kg-1,有效磷含量為63.30 mg·kg-1,整體土壤磷素處于中高水平。種植年限較長的茭白田土壤全磷明顯積累,但不同深度土層中全磷的積累速率存在較大差異,0～<20、20～<40、40～<60 cm土層全磷含量明顯增加的時(shí)間分別約為4、8、26 a。不同時(shí)間段土壤全磷含量的變化也不相同:0～<20 cm土層在種植茭白8～26 a間的積累速率最大,年均增加約70 mg·kg-1;40～<60 cm土層土壤全磷含量的增加主要發(fā)生在種植茭白26 a后,且增速較為緩慢。

3.2 茭白田土壤磷流失風(fēng)險(xiǎn)

土壤中的黏粒礦物和有機(jī)物質(zhì)可吸附固定磷素,進(jìn)入土壤中的可溶性磷可通過不同機(jī)制被土壤礦物組分吸持固定成為弱溶性磷或難溶性磷積累在土壤中。研究表明,隨著土壤磷素的積累,土壤中可吸附磷的位點(diǎn)逐漸減少,相應(yīng)地,磷的飽和度逐漸升高,從而顯著增加磷的釋放潛力和流失風(fēng)險(xiǎn)[13]。因此,了解土壤磷素積累狀況是科學(xué)確定磷肥施用量、降低磷肥資源浪費(fèi)和控制磷素流失的重要基礎(chǔ)。自20世紀(jì)90年代以來,我國磷肥施用量明顯增加,尤其是在經(jīng)濟(jì)效益較高的蔬菜、水果等經(jīng)濟(jì)作物上。由于連續(xù)超量施用磷肥,當(dāng)前種植蔬菜、水果等經(jīng)濟(jì)作物的農(nóng)田中磷素積累明顯,磷肥利用率大幅下降。本研究區(qū)茭白田土壤磷庫主要以無機(jī)磷為主,占總磷的79.91%,表明磷肥的投入主要提高了土壤中無機(jī)磷的儲存。有研究表明,磷肥施入土壤后,活性磷會(huì)優(yōu)先積累[3,24],生物有效性高的磷庫(H2O-Pi、NaHCO3-Pi)含量明顯增加?？傮w上,浙江省茭白田土壤磷過量的現(xiàn)象較為普遍,今后需對磷肥的施用策略作出相應(yīng)調(diào)整,并需關(guān)注如何利用積累在土壤中的磷以適當(dāng)降低磷肥投入。

研究表明,當(dāng)土壤磷素累積超過臨界值時(shí)可發(fā)生明顯的地表徑流、土壤侵蝕,以及滲漏淋溶等途徑的磷流失,從而增加地表水體的富營養(yǎng)化程度[25]。本研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)研究區(qū)茭白田的表層土壤有效磷含量超過60 mg·kg-1(對應(yīng)的CaCl2-P濃度為0.7 mg·kg-1),農(nóng)田土壤磷流失的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加,該臨界值處于以前浙江省水田土壤研究的范圍之內(nèi)(Olsen-P淋失臨界值53～84 mg·kg-1)[26]。參照該臨界值,本研究中48.37%的茭白田樣本處于磷素高淋失風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。隨著土壤磷素的積累,土壤磷吸持飽和度增加[27],土壤對磷的吸附能力降低,農(nóng)田磷素流失的主要來源——活性磷(特別是水溶性磷)的含量提高,磷流失風(fēng)險(xiǎn)增大。

3.3 茭白田磷肥管理策略

磷是植物生長必需的營養(yǎng)元素,同時(shí)也是導(dǎo)致地表水體污染的重要元素。土壤磷是植物生長與地表水體磷的重要來源;因此,土壤中的磷素狀況不僅影響植物生長,還會(huì)對地表水質(zhì)產(chǎn)生較大的作用。隨著土壤磷素增加,土壤中的磷進(jìn)入地表水體的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加[13,28]。土壤對磷素有很大的固定作用,通過施肥方式進(jìn)入土壤中的磷素有相當(dāng)一部分易被土壤固定;因此,當(dāng)季作物的磷肥利用率常常較低,相應(yīng)地,每次施入農(nóng)田中的磷有較大比例被殘留在土壤中。

農(nóng)田磷素管理是協(xié)調(diào)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、磷資源利用和環(huán)境保護(hù)問題的關(guān)鍵。為了最大限度地減少農(nóng)田磷的損失,磷肥的施用應(yīng)基于作物需求,并根據(jù)土壤磷素狀況進(jìn)行調(diào)整。在當(dāng)前的茭白生產(chǎn)中,應(yīng)基于農(nóng)田養(yǎng)分平衡原理,采取科學(xué)的方法控制磷肥施用量,將土壤有效磷含量維持在適于植物生長的最佳水平,使磷素既能滿足植物生長的需要,又不至于過量積累。本研究中,有81.05%的茭白田耕層土壤有效磷含量不低于30 mg·kg-1,部分茭白田土壤磷處于高淋失風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)(有效磷含量>60 mg·kg-1)。茭白田土壤磷主要累積在穩(wěn)定態(tài)磷庫中,可施用少量水溶性磷肥作為“啟動(dòng)磷”以促進(jìn)作物苗期根系生長。施用有機(jī)肥可以明顯提高土壤微生物量和磷酸酶活性,促進(jìn)土壤穩(wěn)態(tài)和中穩(wěn)態(tài)磷庫的活化。因此,茭白生產(chǎn)的施肥策略應(yīng)從土壤磷高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平或磷缺乏水平向確保作物穩(wěn)定生產(chǎn)的水平發(fā)展。當(dāng)土壤有效磷含量處于適宜水平時(shí),應(yīng)采取施磷量與作物帶走量相等的“零盈余”策略,以維持土壤磷水平;當(dāng)土壤有效磷含量低于10 mg·kg-1時(shí),可根據(jù)作物需要確定磷肥用量,每年以作物需磷量的1.5～2.0倍的用量施用磷肥,直至土壤有效磷水平達(dá)到20 mg·kg-1左右后再改變施肥策略;當(dāng)土壤有效磷含量在10～30 mg·kg-1時(shí),施磷量可略高于作物需磷量;當(dāng)土壤有效磷含量在>30～60 mg·kg-1時(shí),可采用補(bǔ)償施磷量,即根據(jù)作物需要確定磷肥用量;當(dāng)土壤有效磷含量在60 mg·kg-1以上時(shí),可不施磷肥。